RU2775443C1 - Powerful laser emission modulation apparatus - Google Patents

Powerful laser emission modulation apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2775443C1
RU2775443C1 RU2021105378A RU2021105378A RU2775443C1 RU 2775443 C1 RU2775443 C1 RU 2775443C1 RU 2021105378 A RU2021105378 A RU 2021105378A RU 2021105378 A RU2021105378 A RU 2021105378A RU 2775443 C1 RU2775443 C1 RU 2775443C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirrors
laser
auxiliary
laser radiation
plasma
Prior art date
Application number
RU2021105378A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Владимирович Сафронов
Сергей Александрович Горохов
Владимир Александрович Флегентов
Анатолий Васильевич Потапов
Евгений Николаевич Кузнеченко
Александр Станиславович Тищенко
Original Assignee
Акционерное Общество "Наука И Инновации"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Наука И Инновации" filed Critical Акционерное Общество "Наука И Инновации"
Application granted granted Critical
Publication of RU2775443C1 publication Critical patent/RU2775443C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: laser technology.
SUBSTANCE: invention relates to generating ultrashort laser pulses with high peak power for the purpose of increasing the temporal contrast of ultrashort laser pulses. Powerful laser emission modulation apparatus includes a vacuum system with a vacuum chamber with an inlet and an outlet for emission, an optical system containing an input elevator and an output elevator made in the form of two flat mirrors, axial parabolic mirrors and plasma mirrors with a dielectric coating, an optical system for controlling the position of elements of the optical system, consisting of an auxiliary laser, a divergence matching apparatus, apertures and directions of auxiliary and powerful laser emission, an auxiliary laser emission output apparatus before the auxiliary laser emission recording apparatus. The system is equipped with two additional vacuum chambers with parabolic mirrors connected with the primary vacuum chamber by means of a replaceable branch pipe. The vacuum chamber is equipped with plasma mirror observation apparatuses.
EFFECT: apparatus allows using laser beams of different transverse sizes and powers, increasing the accuracy of adjustment of the apparatus and the achieved contrast, increasing the resistance to powerful laser emission.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике генерации ультракоротких лазерных импульсов с высокой пиковой мощностью, а именно к устройствам для повышения временного контраста ультракоротких лазерных импульсов, и может быть использовано, например, в составе лазер-плазменных ускорителей пучков заряженных частиц, а также для исследования процессов, происходящих при взаимодействии лазерного излучения высокой пиковой мощности с различными материалами.The invention relates to a technique for generating ultrashort laser pulses with a high peak power, namely to devices for increasing the temporal contrast of ultrashort laser pulses, and can be used, for example, as part of laser-plasma accelerators of charged particle beams, as well as for studying processes occurring during interaction of laser radiation of high peak power with various materials.

Известно устройство для повышения контраста ультракоротких лазерных импульсов, описанное в заявке DE на изобретение № 102009036037, МПК G02F 1/01, H01S 3/02, H01S 3/10, H01S 3/08. Устройство имеет как минимум одно плазменное зеркало, на котором предымпульс образует слой плазмы для отражения основного импульса. Оптические элементы для транспортировки, фокусировки на плазменное зеркало и коллимации лазерного излучения располагаются внутри вакуумной системы. Плазменное зеркало расположено в отдельной вакуумной камере с независимой откачкой для обеспечения возможности его смены без разгерметизации всей вакуумной системы.A device for enhancing the contrast of ultrashort laser pulses is known, described in the DE application for invention No. 102009036037, IPC G02F 1/01, H01S 3/02, H01S 3/10, H01S 3/08. The device has at least one plasma mirror, on which the prepulse forms a plasma layer to reflect the main pulse. Optical elements for transport, focusing on a plasma mirror and collimation of laser radiation are located inside the vacuum system. The plasma mirror is located in a separate vacuum chamber with independent evacuation to enable its replacement without depressurization of the entire vacuum system.

К недостаткам этого технического решения следует отнести:The disadvantages of this technical solution include:

- плазменное зеркало юстируется при помощи вспомогательного лазерного луча, который, однако, не проходит по пути рабочего мощного пучка, что отражается на точности юстировки и приводит к ухудшению выходных параметров системы;- the plasma mirror is adjusted using an auxiliary laser beam, which, however, does not pass along the path of the working high-power beam, which affects the accuracy of the alignment and leads to a deterioration in the output parameters of the system;

- при использовании схемы с двойным плазменным зеркалом требуется дополнительный фокусирующий элемент в виде сферического зеркала с моторизованным устройством позиционирования, что повышает сложность и стоимость системы.- when using a scheme with a double plasma mirror, an additional focusing element in the form of a spherical mirror with a motorized positioning device is required, which increases the complexity and cost of the system.

Также известно устройство, описанное в заявке KR на изобретение № 1020160149958, МПК H01S 3/06, H01S 3/09, H01S 3/10, H01S 3/034 под названием «Устройство и система оптимизации лазерного пучка». Система состоит из входного устройства, формирующего путь, по которому лазерное излучение заводится в систему; модулятора, состоящего из нескольких плазменных зеркал, которые повышают контраст лазерного излучения; и выходного устройства, формирующего путь, по которому лазерное излучение выводится из устройства.Also known is the device described in the KR application for invention No. 1020160149958, IPC H01S 3/06, H01S 3/09, H01S 3/10, H01S 3/034 under the name "Device and system for optimizing the laser beam". The system consists of an input device that forms the path through which laser radiation is brought into the system; a modulator consisting of several plasma mirrors that increase the contrast of laser radiation; and an output device forming a path along which the laser light is output from the device.

К недостаткам следует отнести:The disadvantages include:

- использование полуволновых или четвертьволновых пластин для изменения поляризации лазерного пучка приводит к ухудшению пространственных характеристик пучка, и ограничивает пиковую мощность лазерных импульсов, с которыми может работать данная система;- the use of half-wave or quarter-wave plates to change the polarization of the laser beam leads to a deterioration in the spatial characteristics of the beam, and limits the peak power of laser pulses with which this system can work;

- применение в системе адаптивного зеркала не позволяет исправить высокочастотные пространственные искажения лазерного излучения, но существенно усложняет процесс настройки системы.- the use of an adaptive mirror in the system does not allow correcting high-frequency spatial distortions of laser radiation, but significantly complicates the system tuning process.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является устройство, описанное в заявке KR на изобретение № 101077276, МПК H01S 3/105, Н01S 3/123 под названием «Устройство модуляции лазерного импульса», которое содержит вакуумную систему, состоящую из вакуумной камеры с входным и выходным отверстиями для лазерного излучения, оптическую систему, содержащую входной и выходной элеваторы, каждый из которых выполнен в виде двух плоских зеркал, параболические и плазменные зеркала.The closest and selected as a prototype is the device described in the KR application for invention No. 101077276, IPC H01S 3/105, H01S 3/123 called "Laser pulse modulation device", which contains a vacuum system consisting of a vacuum chamber with an input and output holes for laser radiation, an optical system containing input and output elevators, each of which is made in the form of two flat mirrors, parabolic and plasma mirrors.

К недостаткам рассматриваемого устройства следует отнести:The disadvantages of the considered device include:

- для фокусировки и реколлимации лазерного излучения используются два прецизионных внеосевых параболических зеркала, что приводит к удорожанию системы;- for focusing and recollimation of laser radiation, two precision off-axis parabolic mirrors are used, which leads to an increase in the cost of the system;

- апертура параболических зеркал совпадает с размером лазерного пучка. В случае повреждения отражающей поверхности мощным лазерным излучением потребуется их замена, что увеличивает расходы на обслуживание системы;- the aperture of the parabolic mirrors coincides with the size of the laser beam. If the reflective surface is damaged by powerful laser radiation, they will need to be replaced, which increases the cost of maintaining the system;

- в системе используются плазменные зеркала без просветляющего покрытия, что ограничивает достигаемую величину временного контраста системы;- the system uses plasma mirrors without an antireflection coating, which limits the amount of temporal contrast achieved in the system;

- обычно юстировка оптических элементов осуществляется низкоинтенсивным излучением с длиной волны рабочего лазера, которое не создает плазму на поверхности плазменных зеркал и, следовательно, плохо отражается от них и не может быть зарегистрировано на выходе устройства. Поэтому на часть плазменного зеркала наносится отражающее покрытие и плазменное зеркало позиционируется так, чтобы лазерное излучение при юстировке попадало на покрытие. После юстировки перед началом работы устройства плазменное зеркало смещается обратно в рабочее положение, при котором лазерное излучение приходит на часть без покрытия. Таким образом, прохождение излучения через устройство при рабочем положении плазменных зеркал не контролируется, что может приводить к искажению пространственных и угловых характеристик мощного лазерного импульса на выходе. Помимо этого, за счет покрытия уменьшается площадь рабочей поверхности плазменных зеркал, что приводит к снижению количества мощных лазерных импульсов, которое может пропустить система без их замены.- usually, the alignment of optical elements is carried out by low-intensity radiation with the wavelength of the working laser, which does not create plasma on the surface of plasma mirrors and, therefore, is poorly reflected from them and cannot be registered at the output of the device. Therefore, a reflective coating is applied to a part of the plasma mirror, and the plasma mirror is positioned so that the laser radiation falls on the coating during alignment. After adjustment before starting the operation of the device, the plasma mirror is shifted back to the working position, in which the laser radiation comes to the uncoated part. Thus, the passage of radiation through the device at the working position of the plasma mirrors is not controlled, which can lead to distortion of the spatial and angular characteristics of the high-power laser pulse at the output. In addition, due to the coating, the area of the working surface of plasma mirrors is reduced, which leads to a decrease in the number of high-power laser pulses that the system can miss without replacing them.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик системы, а именно создание устройства, стойкого к повреждению оптических элементов мощным лазерным излучением, с повышенной величиной достигаемого контраста, и без искажения пространственных и угловых характеристик проходящего мощного лазерного импульса.The objective of the invention is to improve the performance of the system, namely the creation of a device that is resistant to damage to optical elements by powerful laser radiation, with an increased amount of contrast achieved, and without distorting the spatial and angular characteristics of a passing powerful laser pulse.

Технический результат данного изобретения заключается в возможности системы работать с лазерными пучками различного поперечного размера и мощности, повышении точности юстировки устройства и достигаемого контраста благодаря применяемой системе контроля положения элементов оптической системы и применению плазменных зеркал со специальным покрытием, повышении стойкости к мощному лазерному излучению снижении стоимости устройства за счет применения параболических зеркал осевой конфигурации большого диаметра.The technical result of this invention is the ability of the system to work with laser beams of various transverse sizes and powers, increasing the accuracy of device alignment and the achieved contrast due to the applied system for controlling the position of the elements of the optical system and the use of plasma mirrors with a special coating, increasing resistance to high-power laser radiation, reducing the cost of the device due to the use of parabolic mirrors of axial configuration of large diameter.

Это достигается тем, что устройство модуляции мощного лазерного излучения, содержащее вакуумную систему, состоящую из вакуумной камеры с входным и выходным отверстиями для лазерного излучения, оптическую систему, содержащую входной и выходной элеваторы, каждый из которых выполнен в виде двух плоских зеркал, параболические и плазменные зеркала, согласно изобретению, снабжено системой контроля положения элементов оптической системы, состоящей из вспомогательного лазера, устройства совмещения расходимостей, апертур и направлений вспомогательного и мощного лазерных излучений, устройства вывода вспомогательного лазерного излучения, размещенного перед устройством регистрации вспомогательного лазерного излучения, при этом вакуумная система оборудована, по меньшей мере, одной дополнительной вакуумной камерой, с установленными в ней параболическими зеркалами, соединенной с основной вакуумной камерой посредством сменного патрубка, в оптической системе параболические зеркала выполнены осевыми, а плазменные зеркала выполнены с диэлектрическим покрытием, а также основная вакуумная камера снабжена устройствами наблюдения плазменных зеркал.This is achieved by the fact that the device for modulating high-power laser radiation, containing a vacuum system consisting of a vacuum chamber with input and output holes for laser radiation, an optical system containing input and output elevators, each of which is made in the form of two flat mirrors, parabolic and plasma mirrors, according to the invention, is equipped with a system for controlling the position of the elements of the optical system, consisting of an auxiliary laser, a device for combining divergences, apertures and directions of auxiliary and powerful laser radiation, an auxiliary laser radiation output device located in front of the device for registering auxiliary laser radiation, while the vacuum system is equipped , at least one additional vacuum chamber, with parabolic mirrors installed in it, connected to the main vacuum chamber through a replaceable pipe, in the optical system, the parabolic mirrors are made axial, and plasma mirrors are made with a dielectric coating, and the main vacuum chamber is equipped with devices for observing plasma mirrors.

Кроме того, с целью обеспечения плавного изменения расстояний между основной и дополнительной вакуумными камерами, сменный патрубок выполнен в виде сильфонного соединения.In addition, in order to ensure a smooth change in the distance between the main and additional vacuum chambers, the replaceable pipe is made in the form of a bellows connection.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the state of the art carried out by the applicant, including the search for patent and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed invention, and the definition from the list identified analogues of the prototype, as the closest analogue in terms of the set of features, made it possible to identify a set of distinctive features that are essential in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed object, set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under the current legislation.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.To verify the compliance of the claimed invention with the condition of inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that coincide with the features of the claimed invention that are distinctive from the prototype, the results of which show that the claimed invention does not follow for a specialist explicitly from the known technical level of technology.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step".

Изобретение проиллюстрировано на чертеже (вид сверху) в исполнении с двумя дополнительными камерами и введены следующие обозначения:The invention is illustrated in the drawing (top view) in the version with two additional chambers and the following designations are introduced:

1 - основная вакуумная камера;1 - main vacuum chamber;

2 - дополнительные вакуумные камеры;2 - additional vacuum chambers;

3 - сменные патрубки;3 - replaceable pipes;

4 - входной элеватор;4 - input elevator;

5 - выходной элеватор;5 - output elevator;

6, 7 - параболические зеркала;6, 7 - parabolic mirrors;

8 - плазменные зеркала;8 - plasma mirrors;

9 - вспомогательный лазер;9 - auxiliary laser;

10 - устройство совмещения расходимостей, апертур и направлений вспомогательного и мощного лазерных излучений;10 - device for combining divergences, apertures and directions of auxiliary and powerful laser radiation;

11 - устройство вывода вспомогательного лазерного излучения;11 - output device for auxiliary laser radiation;

12 - устройство регистрации вспомогательного лазерного излучения;12 - device for registration of auxiliary laser radiation;

13 - стеклянные окна для наблюдения плазменных зеркал;13 - glass windows for observing plasma mirrors;

14 - устройства наблюдения плазменных зеркал;14 - devices for observing plasma mirrors;

15 - входное отверстие для лазерного излучения;15 - inlet for laser radiation;

16 - выходное отверстие для лазерного излучения.16 - outlet for laser radiation.

Устройство модуляции мощного лазерного излучения состоит из вакуумной системы, состоящей из вакуумной камеры 1 с входным 15 и выходным 16 отверстиями для лазерного излучения, оптической системы, которая содержит входной элеватор 4 и выходной элеватор 5, каждый из которых выполнен в виде двух плоских зеркал, параболические зеркала осевые 6, 7 и плазменные зеркала 8, выполненные с диэлектрическим покрытием, системы контроля положения элементов оптической системы, состоящей из вспомогательного лазера 9, устройства совмещения расходимостей, апертур и направлений вспомогательного и мощного лазерных излучений 10, устройства вывода вспомогательного лазерного излучения 11, размещенного перед устройством регистрации вспомогательного лазерного излучения 12. Вакуумная система оборудована двумя дополнительными вакуумными камерами 2, с установленными в них параболическими зеркалами 6, 7, соединенными с основной вакуумной камерой 1 посредством сменного патрубка 3. Основная вакуумная камера 1 снабжена устройствами наблюдения плазменных зеркал 14.The high-power laser radiation modulation device consists of a vacuum system consisting of a vacuum chamber 1 with an input 15 and an output 16 holes for laser radiation, an optical system that contains an input elevator 4 and an output elevator 5, each of which is made in the form of two flat mirrors, parabolic axial mirrors 6, 7 and plasma mirrors 8, made with a dielectric coating, systems for controlling the position of elements of the optical system, consisting of an auxiliary laser 9, a device for combining divergences, apertures and directions of auxiliary and high-power laser radiation 10, a device for outputting auxiliary laser radiation 11, placed in front of the auxiliary laser radiation recording device 12. The vacuum system is equipped with two additional vacuum chambers 2, with parabolic mirrors 6, 7 installed in them, connected to the main vacuum chamber 1 via a replaceable pipe 3. The main vacuum chamber 1 is equipped with and devices for observing plasma mirrors 14.

Работа устройства модуляции мощного лазерного излучения осуществляется следующим образом. Через входное отверстие 15 устройства модуляции подается мощный вертикально поляризованный (плоскость поляризации перпендикулярна плоскости чертежа) лазерный импульс, обладающий плоским волновым фронтом. Сначала импульс проходит через входной элеватор 4, где его поляризация меняется с вертикальной на горизонтальную. Элеватор 4 направляет лазерный импульс в дополнительную вакуумную камеру 2, где размещено первое осевое параболическое зеркало 6. Основная 1 и дополнительная 2 камеры соединены патрубком 3. Далее параболическое зеркало 6 преобразует лазерное излучение в сходящийся пучок и направляет его последовательно на плазменные зеркала 8. Плазменные зеркала 8 снабжены прецизионными моторизованными перемещателями (на чертеже не показаны). Моторизованные перемещатели плазменных зеркал 8 необходимы для юстировки оптической системы, а также они позволяют сдвигать плазменные зеркала 8 на небольшое расстояние после прохождения мощного лазерного импульса, для того чтобы последующие импульсы не попадали в кратеры, образованные на поверхности предыдущими импульсами. На каждое плазменное зеркало 8 нанесено просветляющее диэлектрическое покрытие, которое эффективно пропускает излучение?? внутрь плазменного зеркала 8 и тем самым удаляет из оптического тракта низкоинтенсивное излучение с длиной волны мощного лазерного импульса, но отражает излучение с длиной волны вспомогательного лазера 9. Данное покрытие позволяет проводить через устройство модуляции излучение вспомогательного лазера 9, используемое для юстировки элементов оптической системы. После отражения от плазменных зеркал 8 лазерный импульс попадает на второе параболическое зеркало 7, которое преобразует его обратно в параллельный пучок и направляет на выходной элеватор 5. Выходной элеватор 5 меняет поляризацию лазерного импульса на вертикальную и направляет его сквозь выходное отверстие 16. Входной 4 и выходной 5 элеваторы, параболические зеркала 6, 7 и плазменные зеркала 8 оборудованы моторизованными перемещателями (на чертеже не показаны) для дистанционной юстировки с помощью системы контроля положения элементов оптической системы.The operation of the high-power laser radiation modulation device is carried out as follows. Through the inlet 15 of the modulation device, a powerful vertically polarized (the plane of polarization is perpendicular to the plane of the drawing) laser pulse with a flat wave front is fed. First, the pulse passes through the input elevator 4, where its polarization changes from vertical to horizontal. Elevator 4 directs the laser pulse to an additional vacuum chamber 2, where the first axial parabolic mirror 6 is located. 8 are equipped with precision motorized transducers (not shown in the drawing). Motorized movers of plasma mirrors 8 are necessary for aligning the optical system, and they also make it possible to move plasma mirrors 8 a short distance after the passage of a powerful laser pulse so that subsequent pulses do not fall into craters formed on the surface by previous pulses. Each plasma mirror 8 is coated with an antireflection dielectric coating that effectively transmits radiation?? inside the plasma mirror 8 and thereby removes low-intensity radiation with the wavelength of a powerful laser pulse from the optical path, but reflects radiation with the wavelength of the auxiliary laser 9. This coating allows the auxiliary laser 9 radiation used to align the elements of the optical system to pass through the modulation device. After reflection from the plasma mirrors 8, the laser pulse hits the second parabolic mirror 7, which converts it back into a parallel beam and sends it to the output elevator 5. The output elevator 5 changes the polarization of the laser pulse to vertical and directs it through the outlet 16. Input 4 and output 5 elevators, parabolic mirrors 6, 7 and plasma mirrors 8 are equipped with motorized movers (not shown in the drawing) for remote adjustment using a system for monitoring the position of the elements of the optical system.

В предлагаемом устройстве модуляции мощного лазерного излучения параболические зеркала 6 и 7 выполнены осевыми, что позволяет при повреждении части их поверхности мощным лазерным излучением продолжить их использование после поворота вокруг оси симметрии. Осевые параболические зеркала 6 и 7 имеют существенно более низкую стоимость, по сравнению с обычно применяемыми внеосевыми зеркалами, что приводит к снижению общей стоимости устройства модуляции мощного лазерного излучения.In the proposed device for modulating high-power laser radiation, parabolic mirrors 6 and 7 are made axial, which allows, if part of their surface is damaged by powerful laser radiation, to continue their use after rotation around the axis of symmetry. Axial parabolic mirrors 6 and 7 have a significantly lower cost compared to commonly used off-axis mirrors, which leads to a reduction in the overall cost of the device for modulating high-power laser radiation.

Благодаря специальному покрытию плазменных зеркал 8 данное устройство модуляции мощного лазерного излучения позволяет пропускать низкоинтенсивное излучение с длиной волны отличной от длины волны мощного лазерного импульса и с его помощью настраивать положение оптических элементов. Для этого применяют систему контроля положения элементов оптической системы, которая состоит из вспомогательного лазера 9, который направляет вспомогательное излучение через входное отверстие 15 устройства модуляции мощного лазерного излучения через устройство совмещения расходимостей, апертур и направлений вспомогательного и мощного лазерных излучений 10. Затем вспомогательное излучение с пространственными и угловыми характеристиками, совпадающими с таковыми для мощного лазерного импульса, направляют по тому же оптическому пути. Устройство вывода вспомогательного лазерного излучения 11 направляет вспомогательное излучение на устройство регистрации вспомогательного лазерного излучения 12. Анализ данных, получаемых устройством регистрации вспомогательного лазерного излучения 12, позволяет настраивать положения оптических элементов: входного 4 и выходного 5 элеваторов, параболических зеркал 6, 7 и плазменных зеркала 8.Due to the special coating of plasma mirrors 8, this device for modulating powerful laser radiation makes it possible to transmit low-intensity radiation with a wavelength different from the wavelength of a powerful laser pulse and, with its help, to adjust the position of optical elements. To do this, a system for controlling the position of the elements of the optical system is used, which consists of an auxiliary laser 9, which directs the auxiliary radiation through the inlet 15 of the high-power laser radiation modulation device through the device for combining the divergences, apertures and directions of the auxiliary and high-power laser radiation 10. Then the auxiliary radiation with spatial and angular characteristics, coinciding with those for a powerful laser pulse, are directed along the same optical path. The auxiliary laser radiation output device 11 directs the auxiliary radiation to the auxiliary laser radiation registration device 12. Analysis of the data obtained by the auxiliary laser radiation registration device 12 allows you to adjust the positions of the optical elements: input 4 and output 5 elevators, parabolic mirrors 6, 7 and plasma mirrors 8 .

В предлагаемом устройстве модуляции мощного лазерного излучения реализованы устройства наблюдения плазменных зеркал 14, которые регистрируют изображения области взаимодействия лазерного излучения с плазменными зеркалами через стеклянные окна 13. Данные устройства наблюдения плазменных зеркал 14 могут быть использованы как для настройки устройства модуляции мощного лазерного излучения, так и для измерения параметров области взаимодействия на плазменных зеркалах 8 при прохождении мощного лазерного импульса.In the proposed device for modulating high-power laser radiation, devices for observing plasma mirrors 14 are implemented, which record images of the region of interaction of laser radiation with plasma mirrors through glass windows 13. These observation devices for plasma mirrors 14 can be used both to adjust the device for modulating powerful laser radiation, and to measuring the parameters of the interaction region on plasma mirrors 8 during the passage of a powerful laser pulse.

Использование предлагаемого изобретения позволило создать устройство модуляции мощного лазерного излучения стойкого к повреждению оптических элементов мощным лазерным излучением, с повышенной величиной достигаемого контраста, и без искажения пространственных и угловых характеристик проходящего мощного лазерного импульса.The use of the proposed invention made it possible to create a device for modulating high-power laser radiation that is resistant to damage to optical elements by high-power laser radiation, with an increased amount of achieved contrast, and without distorting the spatial and angular characteristics of a passing high-power laser pulse.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений и способность обеспечения достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».For the claimed invention in the form as it is characterized in the claims, the possibility of its implementation using the above-described design solutions and the ability to achieve the specified technical result is confirmed. Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (2)

1. Устройство модуляции мощного лазерного излучения, содержащее вакуумную систему, состоящую из вакуумной камеры с входным и выходным отверстиями для лазерного излучения, оптическую систему, содержащую входной и выходной элеваторы, каждый из которых выполнен в виде двух плоских зеркал, параболические и плазменные зеркала, отличающееся тем, что оно снабжено системой контроля положения элементов оптической системы, состоящей из вспомогательного лазера, устройства совмещения расходимостей, апертур и направлений вспомогательного и мощного лазерных излучений, устройства вывода вспомогательного лазерного излучения, размещенного перед устройством регистрации вспомогательного лазерного излучения, при этом вакуумная система оборудована, по меньшей мере, одной дополнительной вакуумной камерой, с установленными в ней параболическими зеркалами, соединенной с основной вакуумной камерой посредством сменного патрубка, в оптической системе параболические зеркала выполнены осевыми, а плазменные зеркала выполнены с диэлектрическим покрытием, а также основная вакуумная камера снабжена устройствами наблюдения плазменных зеркал.1. A device for modulating high-power laser radiation, containing a vacuum system consisting of a vacuum chamber with input and output holes for laser radiation, an optical system containing input and output elevators, each of which is made in the form of two flat mirrors, parabolic and plasma mirrors, which differs by the fact that it is equipped with a system for controlling the position of the elements of the optical system, consisting of an auxiliary laser, a device for combining divergences, apertures and directions of auxiliary and powerful laser radiation, an output device for auxiliary laser radiation placed in front of the device for registering auxiliary laser radiation, while the vacuum system is equipped with at least one additional vacuum chamber, with parabolic mirrors installed in it, connected to the main vacuum chamber through a replaceable pipe, in the optical system, the parabolic mirrors are axial, and the plasma mirrors are made with a dielectric coating, and the main vacuum chamber is equipped with devices for observing plasma mirrors. 2. Устройство модуляции мощного лазерного излучения по п. 1, отличающееся тем, что сменный патрубок выполнен в виде сильфонного соединения.2. A device for modulating high-power laser radiation according to claim 1, characterized in that the replaceable nozzle is made in the form of a bellows connection.
RU2021105378A 2021-03-02 Powerful laser emission modulation apparatus RU2775443C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775443C1 true RU2775443C1 (en) 2022-06-30

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1500142A1 (en) * 1987-06-01 1991-02-23 Предприятие П/Я А-1067 Modulator of laser beam intensity
US7782914B2 (en) * 2004-07-16 2010-08-24 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Device and method for high-energy particle pulse generation
DE102009036037A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Friedrich-Schiller-Universität Jena Device for improving contrast ratio of short pulse laser utilized in e.g. radiation therapy, has plasma mirror or target material arranged relative to radiation of pulses in laterally displaceable manner, due to formation in target chamber
KR101077276B1 (en) * 2009-05-13 2011-10-27 광주과학기술원 A device for modulating a laser
RU2488862C1 (en) * 2012-03-11 2013-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) Method for coherent laser beam combining with synchronous detection and apparatus for coherent laser beam combining with synchronous detection
KR101873392B1 (en) * 2016-11-11 2018-07-02 한국기초과학지원연구원 Apparatus and system for optimizing laser

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1500142A1 (en) * 1987-06-01 1991-02-23 Предприятие П/Я А-1067 Modulator of laser beam intensity
US7782914B2 (en) * 2004-07-16 2010-08-24 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Device and method for high-energy particle pulse generation
KR101077276B1 (en) * 2009-05-13 2011-10-27 광주과학기술원 A device for modulating a laser
DE102009036037A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Friedrich-Schiller-Universität Jena Device for improving contrast ratio of short pulse laser utilized in e.g. radiation therapy, has plasma mirror or target material arranged relative to radiation of pulses in laterally displaceable manner, due to formation in target chamber
RU2488862C1 (en) * 2012-03-11 2013-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) Method for coherent laser beam combining with synchronous detection and apparatus for coherent laser beam combining with synchronous detection
KR101873392B1 (en) * 2016-11-11 2018-07-02 한국기초과학지원연구원 Apparatus and system for optimizing laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9386675B2 (en) Laser beam controlling device and extreme ultraviolet light generating apparatus
US20200305263A1 (en) Optical isolation module
US9128391B2 (en) Optical device including wavefront correction parts and beam direction parts, laser apparatus including the optical device, and extreme ultraviolet light generation system including the laser apparatus
US20150334814A1 (en) Device for controlling laser beam and apparatus for generating extreme ultraviolet light
US20140374605A1 (en) Optical device, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generation system
JP6952844B2 (en) Target expansion rate control in extreme ultraviolet light sources
US9129717B2 (en) EUV excitation light source with a laser beam source and a beam guide device for manipulating the laser beam
US10222702B2 (en) Radiation source
US9596743B2 (en) Beam guiding apparatus
Kim et al. Optimization of high-order harmonic brightness in the space and time domains
US9575324B2 (en) Beam guiding apparatus
US11488875B2 (en) Semiconductor substrate measuring apparatus and plasma treatment apparatus using the same
US11764538B2 (en) Method for adjusting a laser beam, apparatus for providing an adjusted laser beam and optical arrangement
US10606096B2 (en) Reducing an optical power of a reflected light beam
RU2775443C1 (en) Powerful laser emission modulation apparatus
US11374379B2 (en) Laser system, extreme ultraviolet light generation apparatus, and extreme ultraviolet light generation method
WO2018055744A1 (en) Laser device, and extreme ultraviolet light generation system
KR101873392B1 (en) Apparatus and system for optimizing laser
TW202308460A (en) Method of operating a semiconductor processing tool
RU2828645C1 (en) Method of forming adjustment radiation for aiming laser beams on target
NL2018320A (en) Electron source
Vishnyakov et al. Diagnostics for precise target positioning in~ 10^ 22 W/cm2 laser-plasma experiments
WO2022049429A1 (en) Multiple coherent beam combination systems with reduced number of apertures
EP4211509A1 (en) Multiple coherent beam combination systems with reduced number of apertures
Breunlin et al. Status of the new beam size monitor at SLS